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4层框架结构办公楼毕业设计计算书(CAD图纸问我要)


河南工业大学

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毕 业 设 计 计 算 书


班 学

目:
级: 号:

驻马店电信公司综合服务办公楼
土木工程2011级 201183230019 李秀香 揣君

学生姓名: 指导教师:

>
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一、工程概况:

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(一) 、工程名称:驻马店电信公司综合服务办公楼 (二) 、建筑规模: 1)建筑总面积: 4495.83 m2 2)建筑层数:全楼四层,楼梯上屋面 3)结构形式:钢筋砼框架结构 4)层高: 3.6m (三) 、建筑技术条件: 1、气象条件 1)常年主导风向: 东南风 2)夏季主导风向: 西南风 3)平均风速: 夏季 3.1m/s, 冬季 4m/s 4)基本风压:Wo=0.40KN/m2 5)基本雪压:So=0.35KN/m2 最大积雪深度:11cm 6)最高气温:40.6℃ 最低气温:-9.3℃ 7)最冷月平均温度:4.5℃(1—2 月) 8)最热月平均温度:29.7℃(7—9 月) 9)最大降雨量: 184.3mm(4—6 月) 最大降雨量:50.4mm/小时 2、工程地质条件 第一层:杂填土,厚0.3~0.5M,F=80KPA 第二层:粉质粘土,灰黄色,硬塑,厚3.1~3.7M,F=250KPA 第三层:中砂,含少量泥质,上部棕黄色,下部灰白色, 中密,

厚约5.7M~6.1M。F=250KPA
地震设防烈度:7 度 (四) 、结构设计依据: 《房屋建筑学》教材、建筑设计资料集 1、2、3 册、 《图书馆建设设计规范》 、其他有关设 计规范及总图、混凝土结构设计规范 GB50007-2002、建筑结构荷载规范 GB50009-2001、建 筑地基基础设计规范 GB50007-2002、混凝土结构学(上、下册) 、多层与高层建筑结构设计、 现用建筑施工教材、建筑施工手册—(上、中册) (中国建筑工业出版社) 、建筑工程预算定 额(省标) (劳动定额手册)等。 由于在进行结构方案设计时要考虑结构型式、结构体系、结构布置是否满足安全经济、方 便施工等方面的原因,特作如下设计说明: (五) 、结构选型: 1)结构型式包括:混合结构 框架结构 部分混合部分框架 混合结构施工简单,造价低,用钢量少,但整体性差,难满足高层大跨度的要求。框架结 构整体性好,能满足大空间要求,耐久性好,缺点是造价高,结构要求整体性好,大空间比 较的多,因此选用框架结构,框架结构包括:装配式框架,装配整体式框架,现浇式框架, 装配式框架可节省模板,周期短,节点用钢量大。装配整体式框架,节点简单,工期长,用 钢量和焊接少,整体性好,工序多。现浇式框架,整体性和抗震性好,模板多工期长,本工 程采用先浇式框架,可保证框架和整体性 2)结构体系有框架 ,筒体 ,剪力墙联合结构

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框架结构的特点是整体性好,满足大空间,耐久性好,筒体的特点是承受竖向荷载和侧向 力痛体结构占地面积小,可在地面留下较大的空间,以满足绿化,交通,保护既有建筑物等 规划要求,造型新颖美观,具有很好的艺术效果,并且建筑采光好,视野开阔,而剪力墙联 合结构既能形成较大的自由灵活的使用空间,剪力墙则可提供很大的抗侧刚度,减少结构在 风荷载或侧向地震作用下的侧向位移,有利于提高结构的抗震能力,广泛用于办公室,旅馆 综合考虑以上结构体系的特点,根据本地地形,抗震等级,以及经济方面,本工程选用框架 体系 3)承重方式有:横向框架承重,纵向框架承重,纵横向框架混合承重 横向框架往往跨数少,主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度,而纵向框架 则往往反接,构造要求布置较小的联系梁,有利于房屋室内的采光和通风 纵向承重墙框架的横向梁高度较小,有利于设备管线的穿行,当在房屋开间方向需要较 大空间时,可获得较高的室内净高,并且可利用纵向框架的刚度来调整房间的不均匀沉降, 缺点是房屋的横向抗侧刚度较差,进深尺寸受预制版长度的限制。 纵横向框架混合承重则具有较好的整体工作性能,对抗震有利,由于建筑的横向框架跨 数少,教室对室内的采光要求比较高,南昌抗震等级要求不高,建筑选用横向框架承重 (六) 、初定梁柱截面尺寸: 主梁

1 1 1 1 h ? ( ~ )l , b ( ~ ? ) b 12 16 2 3
取 h=700mm , b=250mm

1 柱: b ? l (底层柱高) h=(1~1.5)b 15
取 h=600mm 连系梁: h ? , b=600mm

1 1 1 l,b ? ~ )h ( 12 2 3

7500mm 取 h=700mm , b=250mm 9000mm 取 h=900mm , b=300mm 6000mm 取 h=450mm , b=200mm 3600 mm 取 h=300, b=150 mm (七) 、其它结构选型: a ○屋面结构 采用现浇屋盖,屋面找坡为建筑找坡 b ○楼面结构 采用现浇楼面.雨篷楼梯亦为现浇. c ○楼梯结构 可采用梁式楼梯,但采用板式楼梯比较轻巧 梯段板厚:h= ( 取

1 1 ~ )lo,lo 为梯段水平跨度 25 30 1 8 1 )l 取 h=400mm , b=200 mm 12

h=150mm

休息平台梁 :h= ( ~ 平台板厚: h=100mm d ○雨篷结构

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雨篷结构为现浇,采用悬梁式,无组织排水 e ○ 基础梁 选用现浇式钢筋混凝土基础梁,尺寸估算:b=250 mm,h=400mm f ○基础 从地质条件可以看出,基础的持力层不太深(在天然地面以下 3m)地基承 载力为 250KN/m2(>200KN/m2)故采用钢砼柱下单独基础.
g ○在 (12)到(13)轴之间设置伸缩缝, 由于建筑物总长为 71.71m(>55m),故需设置防震缝,缝宽为 70mm (八) 、结构布置: 1)本建筑楼面标高变化不大,只作结构平面布置 其一般原则:上一层结构平面放到下一层建筑平面图布置 二层楼面,三层屋面,基础平面布置见详图 2)基础平面布置图 基础平面布置图上主要构件有:钢砼基础,基础梁 3)楼面结构布置图 主要构件有:框架、楼面梁、挑檐梁 4)屋面结构布置图 主要构件有:框架、屋面梁、屋面板、天沟. 采用有组织的外天沟外排水形式 双坡屋面排水,坡度为 2%

二、楼面采用现浇式 , 三张平面布置图见附图 1、楼面结构布置图 2、屋面结构布置图 3、基础平面布置图 厕所现浇板的计算 (一) 、对 XJB-1
l01 1400 ? ? 0.467 〈 0.5 l02 3000

按单向板计算

1)荷载标准值 a)活荷载标准值: qk=2.5KN/m2 b)恒荷载标准值:

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钢筋砼 100 厚: 马赛克地面: 水泥沙浆 20 厚:

0.10×25=2.5KN/m2 0.55KN/m2 0.02×17=0.34KN/m2

合计 gk=3.39KN/m2 2 )荷载设计值 a)活荷载 q=2.5×1.4=3.5KN/m2 b)恒荷载 g=3.39×1.2=4.068KN/m2 g+q=4.068+3.5=7.568KN/m2 取 q=7.6 KN/m2 计算跨度 l0 =1400mm( l0 取 ln 即可,本值偏大,所以更安全) 3)计算简图: 跨中弯矩按简支梁计算,支座弯矩按两端固定计算,偏安全
ql 2 12

ql 2 8

(g ? q)2 1 M支 ? l = ? 7.6 ?1.42 ? 1.24 KN ? m 12 12

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(g ? q)2 1 M中 ? l ? ? 7.6 ?1.42 ? 1.862 KN ? m 8 8

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对支座: ? s ?

1.24 ?106 M = ? 0.020 ?1 f cbhO 2 1? 9.6 ?1000 ? 802

? ? 1 ? 1 ? 2? s =0.020
As ?

? s ? (1 ? 1 ? 2? S ) / 2 =0.989

M 1.24 ?106 = ? 74.9mm2 ? s f y h0 0.985 ? 210 ? 80

对中间:

?s ?

1.862 ?106 M ? 0.030 = ?1 f c bhO 2 1? 9.6 ?1000 ? 802

? ? 1 ? 1 ? 2? s =0.046
As ?

? s ? (1 ? 1 ? 2? S ) / 2 =0.977

M 1.862 ?106 ? 114.5mm2 = ? s f y h0 0.968 ? 210 ? 80
As =251.5 mm 2
分布筋采用 6@200

配 ? 8@200

(二) 、对 XJB-2 1)荷载设计值:

l01 3000 ? ? 0.88 〉0.5 l02 3400

按双向板计算

q=2.5×1.4=3.5 KN/m2 g=3.39×1.2=4.068 KN/m2 g+q/2=4.068+1.75=5.818 KN/m2 g+q=7.568 KN/m2 2)计算跨度 l0 =3000mm 3)弯矩计算 跨中最大正弯矩为内支座固定时, g+q/2 作用下的跨中弯矩与当内支座铰支时, q/2 作用下的跨中弯矩之和(并考虑泊松比 ? =0.2 的影响) ,支座最大负弯矩为当 支座固定时 g+q 作用下弯矩值 按弹性理论计算弯矩
l01 ? 0.88 l01 ? 3000mm l02
l02 ? 3400mm

A1(邻边简支,邻边固定)

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A1 区格 跨中

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m1 = ( 0.0469+0.2 ? 0.0146 ) ? 5.818 ? 3.92 + ( 0.0765+0.2 ? 0.0265 )

? 1.75 ? 3.92 =6.586
m2 = ( 0.0146+0.2 ? 0.0469 ) ? 5.818 ? 3.92 + ( 0.0265+0.2 ? 0.0765 )

? 1.75 ? 3.92 =3.235
2 m, ? m ''1 ? -0.1046 ? 7.568 ? 3.9 =-12.040 1

m, ? m,, ? -0.0778 ? 7.568 ? 3.92 =-8.956 2 2

3)截面设计

γ s 取 0.95

As=M/γ shofy 选用

l01 方向 h0 =81mm
As1 ?

, Lo1 方向 ho=73mm

m 6.586 ? 106 ? ? 407.56mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 81 ? 210 m 3.235 ? 106 ? ? 222.13mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 73 ? 210

As2 ?

l01 方向选用 ? 8@120
A1 区格 支座

As =419.17 mm 2

l02 方向选用 ? 8@200

As =251.5 mm 2

l01 方向 h0 =80mm
As2 ?

l02 方向 h0 =80mm

m 8.956 ? 106 ? ? 561.15mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 80 ? 210

l01 方向选用 ? 10@100 As =785 mm 2

l02 方向选 ? 10@140

As =560.71 mm 2

A2 (三边固定,一边简支)
A2 区格 跨中

m1 = ( 0.0372+0.2 ? 0.0072 ) ? 5.818 ? 3.92 + ( 0.0765+0.2 ? 0.0265 )

? 1.75 ? 3.92 =5.596

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m2 = ( 0.0072+0.2 ? 0.0372 ) ? 5.818 ? 3.92 + ( 0.0265+0.2 ? 0.0765 )

? 1.75 ? 3.92 =2.408
m, ? m ''1 ? -0.080х 7.568х 3.9?=-9.209 1

m, ? m,, ? -0.00572 ? 7.568 ? 3.92 =-6.584 2 2

3)截面设计

γ s 取 0.95

As=M/γ shofy 选用

l01 方向 h0 =81mm

, Lo1 方向 ho=73mm

m 5.596 ? 106 As1 ? ? ? 346.3mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 81 ? 210 m 2.408 ? 106 ? ? 165.34mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 73 ? 210

As2 ?

l01 方向选用 ? 8@140 As =359.29 mm 2
A2 区格 支座

l02 方向选用 ? 8@200

As =251.5 mm 2

l01 方向 h0 =80mm

l02 方向 h0 =80mm

l01 方向 h0 =80m l02 方向 h0 =80mm

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As1 ? As2 ?

m 9.209 ? 106 ? ? 577.01mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 80 ? 210 m 6.584 ? 106 ? ? 412.53mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 80 ? 210

l01 方向选用 ? 10@130 As =604 mm 2
板配筋图如下: 次梁设计计算 取 b ? h=200 ? 400mm 计算简图如图所示

l02 方向选用 ? 10@190

As =413.2 mm 2

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1.荷载 计算 恒载设计值: 板传荷载: 次梁自重: 次梁粉刷: 隔墙自重: 隔墙水泥粉刷: 3.39 ?

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0.2 ? (0.4-0.1)×25=1.5KN/m (0.4—0.1) ? 2 ? 0.02 ? 17=0.204KN/m 0.24×3.9×18=16.85 KN/m 0.36×3.9=1.404 KN/m 合 计: 22.84KN/m 2.5×1.7/2=2.125KN/m g+q=30.978×1.2+2.125×1.4=30.38 KN/m

1.7 =2.882KN/m 2

活载设计值: 总设计值: 1、 计算跨度 lo=ln=3900mm 2、 内力计算: 1)弯矩设计值

M= ? ms (g+q)lo2

查表可知:边跨、跨度中取 则 M1=

1 1 1 ,边支座取— , 离端第二支座24 11 14

1 2 ? 30.383 ? 3.9 =33.01KN·m 14 1 2 MA= ? ? 30.383 ? 3.9 = ? 19.26KN·m 24 1 2 MB = ? ? 30.383 ? 3.9 = ? 42.01KN·m 11
V= ? vb (g+q)ln

2)剪力设计值

则 VBL ? 0.55×30.383×3.9=65.17KN

VBR ? 65.17KN VA ? 0.5×30.383×3.9=59.25KN
3)三角形荷载作用弯矩设计值,查表可知:跨中弯矩恒载系数为 0.048,活载系数为 0.065, 离端第二支座弯矩恒载系数为-0.078。边支座剪力恒载系数为 0.172,活载系数为 0.211。离端 第二支座剪力恒载系数为 0.328,活载系数为 0.328。 板传荷载:

gk= 3.39 ?

3.9 =6.61KN/m 2 gK= 2.5×3.9/2=4.875

g= 6.61×1.2=7.932KN/m

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q=4.875×1.4= 6.825KN/m M'1=(7.932 ? 0.048+6.825х 0.065)х 3.92=12.54KN·m

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M'A=0 M'B=[7.932 ? (-0.078)+6.825х (-0.078)] ? 3.92= ? -17.51KN·m
4) 剪力设计值 V'A (7.932х 0.172+6.825х 0.211)×3.9=10.94KN V'BL ? (7.932х 0.328+6.825х 0.328)×3.9=18.88KN

?

V'BR= V'BL ? 18.88KN
5)叠加均布荷载和三角形荷载作用的弯矩和剪力可得。

M1 总= M1 +M'1 =33.01+12.54=45.55 KN·m MA 总= M'A +MA= -19.26 KN·m MB 总= M'B + MB =-17.51-42.01= -59.52 KN·m VA 总= VA+ V'A =70.19kN V'BL ? VBL +V'BL =84.05KN VBR 总= VBL 总 ? 84.05KN
4、承载力计算 承载力计算按 T 形截面计算: b f ?


l =1300mm 3

a1fcb'fh'f(ho-h'f/2)=1.0×9.6×1300×100(365-100/2)=393.12 KN·m>59.52 KN·m
按第一类截面计算

对 A 支座: ? s ?

19.26 ? 106 M ? 0.015 = ?1 f c bhO 2 1 ? 9.6 ? 1000 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? s =0.015 , ? s ? (1 ? 1 ? 2? S ) / 2 =0.992
As ? M 19.26 ? 106 ? 177.31mm2 = ? s f y h0 0.992 ? 300 ? 365

选配 2 ? 12 As ? 226mm 2 对 B 支座: ? s ?
59.52 ? 106 M ? 0.233 = ?1 f c bhO 2 1 ? 9.6 ? 200 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? s =0.269 ? s ? (1 ? 1 ? 2? S ) / 2 =0.865

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As ? M 59.52 ? 106 = ? 628.39mm2 ? s f y h0 300 ? 0.865 ? 365
As ? 628mm 2

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选配 2 ? 20

45.55 ? 106 M 对跨中: ? s ? = ? 0.178 ?1 f cbhO 2 1 ? 9.6 ? 200 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? s =0.198
As ?

? s ? (1 ? 1 ? 2? S ) / 2 =0.901

M 45.55 ? 106 ? 461.7mm2 = ? s f y h0 0.901 ? 300 ? 365

选配 3 ? 14 As ? 461mm2
截面尺寸符合,计算箍筋 配置 6@200

?

VCS=0.7ftbho+1.25fyv

ASV hO S

=0.7 ? 9.6 ? 200 ? 365+1.25 ? 210 ? =83.325KN>V=65.17KN 满足要求 2)斜截面承载力 验算截面尺寸

56.6 ? 365 200

hW=ho—h`f=365—100=265mm

hw 265 ? ? 1.325 ? 4 b 200
故 0.25fcbho=0.25 ? 9.6 ? 200 ? 365=175.2KN>V=65.17N 0.7ftbho=0.07 ? 9.6 ? 200 ? 365=49.056KN ? V=65.17N 最小配箍 As ? ? bs ? 0.9 ?10 ? 200 ? 200 ? 38.1mm ?
3 2

? 6@200 ? 283mm

2

配置 6@200 满足要求 双肢筋 配筋图如下所示:

?

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现浇楼梯计算 踏步尺寸 150mm ? 300mm,采用 C20 混凝土,板采用 HPB235 钢筋,梁纵筋采用 HPB335 钢 筋,楼梯上均布活荷载标准值 qk =2.5 KN / m 1、 楼梯板计算 板倾斜度 tanα =150/300=0.5 1)荷载计算 梯段板荷载 恒载:水磨石面层 三角形踏步 斜 板 板底抹灰
2

cosα =0.89

取 1m 宽板带计算单元

(0.3 ? 0.15) ? 0.65/ 0.3 ? 0.98KN / m

1 1 ? 0.3 ? 0.15 ? 1 ? 25 ? ? 1.875KN / m 2 0.3 1 ? 0.13 ? 25 ? 1/0.89=3.65KN/m 1 ? 0.02 ? 17 ? 1/0.89=0.382KN/m

合计 活载 qK=2.5KN/m

gK=6.887KN/m

恒荷载分项系数 ? G ? 1.2 ,活荷载分项系数 ? Q ? 1.4 基本组合的总荷载设计值 P=6.887 ? 1.2+1.4 ? 2.5=11.764KN/m 2)截面设计

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板的水平跨度 ln =3.6m,弯矩设计值 M=

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1 2 1 pl n ? ?11.764 ? 3.62 ? 15.246 KN ? m 10 10

?S ?

M max 15.246 ?106 ? ? 0.131 ?1 fcbho 2 1.0 ? 9.6 ?1000 ?1102

? ? 1 ? 1 ? 2? s ? 1 ? 1 ? 2 ? 0.131 ? 0.141 ? ?b ? 0.614 可以

? s ? (1 ? 1 ? ? s ) =0.929
As ?
选配钢筋 选 ? 12@140 (As=807.8mm2) 分布钢筋每级踏步 1 根 ? 8 2、平台板计算 PTB-1 取平台板厚 h=100mm,取 1m 宽板带计算 1) 荷载计算 恒载: 水泥砂浆面层 0.65KN/m 70 厚砼板 0.1 ? 25=2.5KN/m 板底抹灰 合计 活载 总荷载设计值: 2) 截面设计 0.02 ? 17=0.34KN/m gk=3.49KN/m qk=2.5KN/m P=1.4 ? 2.5+1.2 ? 3.49=7.688KN/m

1 2

M 15.246 ?106 ? ? 710.44mm 2 fy? s h0 210 ? 0.929 ?110

平台板的计算跨度 lo= 1.4m 弯矩设计值

,3.6/1.4=2.57>2 ,按单向板计算。 1 1 2 M= plO = ? 7.688 ? 1.42 ? 1.51KN ? m 10 10

板的有效高度:ho=100-20=80mm 采用 C20 砼 fc=9.6N/mm2 HPB235 钢筋 则? S ? fy=210N/mm2

?b ? 0.614

M 1.51 ? 1.06 ? ? 0.025 ?1 fcbho 2 1.0 ? 9.6 ? 1000 ? 802
? ?2 1 0.025 ? 0 .?0 2 5 ? b ? 0.614

? ? 1 ? 1? ? S ? ? 2 1
满足要求

? s ? ( 1?

1 2

1 ? s =0.987 ? )

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As ? M 1.51 ? 106 ? ? 91.06mm 2 fy? s h0 210 ? 0.987 ? 80
2

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选配 ? 8@ 200( As ? 251.5mm ) 分布钢筋 ? 6 @ 200 3) 板支座处配筋 M=

1 1 plo2 ? ? 7.688 ? 1.42 ? 1.26 KN ? m 12 12
M 1.26 ? 106 ? ? 0.021 ?1 fcbh 2 o 1.0 ? 9.6 ? 1000 ? 802

则?S ?

? s ? ( 1?

1 2

1 ? s =0.989 ? )

M 1.26 ? 106 As ? ? ? 75.83mm 2 fy? s h0 210 ? 0.989 ? 80
选配钢筋 ? 8@ 200( As ? 251.5mm )
2

PTB-2 取平台板厚 h=100mm,取 1m 宽板带计算 1) 荷载计算 恒载: 水泥砂浆面层 0.65KN/m 70 厚砼板 0.1 ? 25=2.5KN/m 板底抹灰 0.02 ? 17=0.34KN/m

合计 gk=3.49KN/m 活载 qk=2.5KN/m 总荷载设计值: P=1.4 ? 2.5+1.2 ? 3.49=7.688KN/m

q=2.5×1.4=3.5KN/m q/2+g=5.938KN/m g =3.49×1.2=4.188KN/m g+q=7.688KN/m
2) 截面设计 平台板的计算跨度 lo= 2.6m ,2.6/3.6=0.722<2 ,按双向板计算。

m1 = ( 0.0362+0.2 ? 0.0082 ) ? 5.938 ? 2.6 2 + ( 0.0727+0.2 ? 0.0280 )

? 1.75 ? 2.6 2 =2.445
m2 = ( 0.0082+0.2 ? 0.0362 ) ? 5.938 ? 2.6 2 + ( 0.0280+0.2 ? 0.0727 )

? 1.75 ? 2.6 2 =1.123

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2 m, ? m ''1 ? -0.0789 ? 7.688 ? 2.6 =-4.101 1

第 16 页 共 69 页

m, ? m,, ? -0.0572 ? 7.688 ? 2.6 2 =-2.973 2 2

3)截面设计

γ s 取 0.95

As=M/γ shofy 选用方区格跨中

l01 方向 h0 =81mm
As1 ?

, Lo1 方向 ho=73mm

m 2.445 ? 106 ? ? 151.3mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 81 ? 210
m 2.973 ? 106 ? ? 186.28mm 2 0.95 ? h0 f y 0.95 ? 73 ? 210

As2 ?

l01 方向选用 ? 8@200

As =251.5 mm 2

l02 方向选用 ? 8@200

As =251.5 mm 2

3、平台梁 PTL-1 计算 截面尺寸:b ? h=200 ? 400mm 1) 荷载计算 恒栽: 梁自重 0.2 ? (0.4—0.1) ? 25=1.5KN/m 梁侧粉刷 0.02 ? (0.4—0.1) ? 2 ? 17=0.204KN/m 平台板 3.49 ? 2.6/2=4.537KN/m 梯段板 6.688 ? 3.8/2=13.085KN/m 合计 gk=19.326KN/m

3.8 2.6 ? ) ? 8KN / m 2 2 总荷载设计值 p=19.326 ? 1.2+8 ? 1.4=34.391 KN/m
活载 qk=2.5 ? ( 2) 截面设计 计算跨度

lO ? 1.05ln ? 1.05 ? (4.5 ? 0.25) ? 3.8325m

1 1 Plo2 ? ? 34.391 ? 3.83252 ? 63.142 KN ? m 8 8 1 1 简力设计值 V= P ln ? ? 34.391 ? 3.65 ? 62.764 KN 2 2
弯矩设计值 M= 采用 C20 砼 fC=9.6N/mm2 HPB335 钢筋 fy=300N/mm2

? b =0.55

截面按倒 L 形计算 b? = b ? 5h? ? 200 ? 5 ? 100 ? 700mm ,有效高度 ho=400-35=365mm f f 判别 L 形截面类型

?1 fcb`f h`f (ho ?

h`f 2

) ? 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 100 ? (365 ?
>M=63.142KN·m

100 ) ? 211.68 KN ? m 2

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属于第一类 L 形截面 跨中配筋

第 17 页 共 69 页

M 63.142 ? 106 ?S ? ? ? 0.071 ?1 fcb`f h f 2 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? S ? 1 ? 1 ? 2 ? 0.071 ? 0.074 ? ?b ? 0.55
满足要求

? s ? ( 1?
As ?
选配钢筋

1 2

1 ? s =0.963 ? )

M 63.142 ? 106 ? ? 598.8mm 2 fy? s h0 300 ? 0.963 ? 315

3?16( As ? 603mm2 )
支座配筋

?1 fcb`f h`f (ho ?

h`f 2

) ? 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 100 ? (365 ?
>M=42.095KN·m

100 ) ? 211.68 KN ? m 2

属于第一类 L 形截面

M 42.095 ? 106 ?S ? ? ? 0.047 ?1 fcb`f h f 2 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? S ? 1 ? 1 ? 2 ? 0.047 ? 0.048 ? ?b ? 0.55
满足要求

? s ? ( 1?
As ?
选配钢筋

1 2

1 ? s =0.976 ? )

M 42.095 ? 106 ? ? 399.2mm 2 fy? s h0 300 ? 0.963 ? 315

2?16( As ? 402mm2 )
3)斜截面受剪承载力计算 配置 ? 6 @ 200 双肢箍筋

Vcs ? 0.7 ftbho ? 1.25 fyv

Asv ho S
满足要求

=83.325KN>V=62.764KN

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PTL-1 配筋图如下:

第 18 页 共 69 页

4、平台梁 PTL-2 计算 b ? h=200 ? 400mm 1) 荷载计算 恒载 梁自重 0.2 ? (0.4—0.1) ? 25=1.5KN/m 梁粉刷 0.02 ? (0.4—0.1) ? 2 ? 17=0.204KN/m 平台板荷载 3.49 ? 2.6/2=4.537KN/m 外墙传来荷载 0.24х 3.9х 18=16.85 外墙粉刷 0.34х 2х 3.9=2.652 合计 gk=25.743KN/m 活载 总荷载设计值 2) 截面设计 计算跨度 弯矩设计值 剪力设计值 b`f=700mm

2.6 ? 3.25KN / m 2 P=1.2 ? 25.743+1.4 ? 3.25=35.442KN/m
qk=2.5 ?

lo=1.05ln=1.05 ? (3.9—0.35)=3.7275m

1 1 Plo2 ? ? 35.442 ? 3.72752 ? 61.556 KN ? m 8 8 1 1 V= P ln ? ? 35.442 ? 3.55 ? 62.910 KN 2 2
M= ho=400—35=365mm

?1 fcb`f h`f (ho ?
满足要求

h`f 2

) ? 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 100 ? (365 ?

100 ) ? 211.68KN ? m ? M ? 61.556 KN ? m 2

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经判别属于第一类 L 形截面

第 19 页 共 69 页

M 61.556 ? 106 ?S ? ? ? 0.069 ?1 fcb`f ho 2 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? S ? 1 ? 1 ? 2 ? 0.069 ? 0.071 ? ?b ? 0.55

? s ? (1 ? 1 ? ? s ) ? 0.964
As ? M 61.556 ? 106 ? ? 583.15mm 2 fy? s h0 300 ? 0.964 ? 265
2

1 2

选用 3?16( As ? 603mm ) 支座配筋 计算跨度 弯矩设计值 剪力设计值 b`f=700mm lo=1.05ln=1.05 ? (3.9—0.35)=3.7275m

1 1 Plo2 ? ? 35.442 ? 3.72752 ? 41.04KN ? m 12 12 1 1 V= P ln ? ? 35.442 ? 3.55 ? 62.910 KN 2 2
M= ho=400—35=365mm

?1 fcb`f h`f (ho ?

h`f 2

) ? 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 100 ? (365 ?
>M=41.04KN·m

100 ) ? 211.68 KN ? m 2

属于第一类 L 形截面

?S ?

M 42.095 ? 106 ? ? 0.046 ?1 fcb`f h f 2 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? S ? 1 ? 1 ? 2 ? 0.046 ? 0.047 ? ?b ? 0.55
满足要求

? s ? ( 1?

1 2

1 ? s =0.976 ? )

M 41.04 ? 106 As ? ? ? 384.01mm 2 fy? s h0 300 ? 0.976 ? 365
选配钢筋

2?16( As ? 402mm2 )

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配置 ? 6 @ 200 双肢箍

第 20 页 共 69 页

Vcs ? 0.7 ftbho ? 1.25 fyv

Asv ho S ? 83.325KN ? V ? 62.910 KN

满足要求

平台梁 PTL-3 计算 b ? h=200 ? 400mm 3) 荷载计算 恒载 梁自重 0.2 ? (0.4—0.1) ? 25=1.5KN/m 梁粉刷 0.02 ? (0.4—0.1) ? 2 ? 17=0.204KN/m 平台板荷载 3.49 ? 2.6/2=4.537KN/m 梯段板传来荷载 合计

6.887х 3.8/2=13.085

gk=17.232KN/m 活载 总荷载设计值

qk=2.5KN P=1.2 ? 17.232+1.4 ? 2.5=24.1784KN/m

4) 截面设计 计算跨度 弯矩设计值 剪力设计值

lo=1.05ln=1.05 ? (3.9—0.25)=3.8325m

1 1 Plo2 ? ? 24.1784 ? 3.83252 ? 44.392 KN ? m 8 8 1 1 V= P ln ? ? 24.1784 ? 3.65 ? 44.126 KN 2 2
M= fy=300N/mm2

采用 C20 砼 fC=9.6N/mm2 HPB335 钢筋 支座弯矩设计

? b =0.55

M=

1 1 Plo2 ? ? 24.1784 ? 3.83252 ? 29.59 KN ? m 12 12

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b`f=700mm ho=400—35=365mm

第 21 页 共 69 页

?1 fcb`f h`f (ho ?

h`f 2

) ? 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 100 ? (365 ?

100 ) ? 211.68KN ? m ? M ? 61.556 KN ? m 2

满足要求 经判别属于第一类 L 形截面

?S ?

M 44.392 ? 106 ? ? 0.050 ?1 fcb`f ho 2 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? S ? 1 ? 1 ? 2 ? 0.050 ? 0.051 ? ?b ? 0.55

? s ? (1 ? 1 ? ? s ) ? 0.974
M 44.392 ? 106 As ? ? ? 416.2mm 2 fy? s h0 300 ? 0.974 ? 365
选用 3?14( As ? 461mm )
2

1 2

支座配筋

M 29.59 ? 106 ?S ? ? ? 0.033 ?1 fcb`f h f 2 1.0 ? 9.6 ? 700 ? 3652

? ? 1 ? 1 ? 2? S ? 1 ? 1 ? 2 ? 0.033 ? 0.034 ? ?b ? 0.55
满足要求

? s ? ( 1?
As ?
选配钢筋

1 2

1 ? s =0.983 ? )

M 29.59 ? 106 ? ? 274.9mm 2 fy? s h0 300 ? 0.983 ? 365

2?14( As ? 308mm2 )
配置 ? 6 @ 200 双肢箍

Vcs ? 0.7 ftbho ? 1.25 fyv

Asv ho S ? 83.325KN ? V ? 47.134 KN

满足要求

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第 22 页 共 69 页

梯段板和平台板的配筋如下:

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第 23 页 共 69 页

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三、框架荷载、内力计算

第 24 页 共 69 页

(一) 、确定计算简图 1、计算单元 2、计算简图 假定框架与基础固定, 且嵌固于基础顶面.框架梁与柱节点刚结.由于各层柱的截面尺寸不 变,则梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离,底层柱高从基础顶面算至二楼板底,基顶标高 根据地质条件暂定—0.9m, 则底层柱高为 (3.9+0.9) =4.8m, 其余各层柱高为层高, 均为 3.9m, 顶层为板面至顶棚板底,所以高为(3.9-0.1)=3.8m。 框架计算简图

3、杆件尺寸估算 砼 梁:C20 则 Ec=2.55 ? 104N/mm2 柱:C30 则 Ec=3.00 ? 104N/mm2 横向框架梁(边跨) 则 h= ( h= (

1 1 ~ )? 12 16

b= ( ~ )h

1 2

1 3

1 1 取 h=700mm ~ ) ? 7575 ? (631.25~473)mm 12 16 1 1 b= ( ~ ) ? 550 ? (275~183.33)mm 取 2 3

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第 25 页 共 69 页

b=250mm 纵向框架梁(边跨) ,考虑纵梁兼做窗过梁,所以取 h=600mm b=250mm 框架柱 则

1 1 ~ )? 底层柱高 15 20 1 b= ? 4800 ? 320 mm 15
b= ( h=(1~1.5)b 取 b=250mm h=400mm 取 b=250mm h=400mm

h=(1~1.5)b 取 b=350mm 取 h=450mm

横向框架梁(中跨) 纵向框架梁(中跨) 4、惯性矩线刚度计算

其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取 I =2 I 0 ( I 0 为不考虑楼板翼缘作用 的梁截面惯性矩) : 横向框架

边跨梁

中跨梁

底层柱

其余各层柱

1 ? 0.25 ? 2 ? 0.553 EI 12 I 边梁= ? ? 16.99 ?103 KN ? m ? 7.8 1 25.5 ?106 ? ? 2 ? 0.25 ? 0.43 EI 12 I 中梁= ? ? 28.???103 KN ? m ? 2.4 1 30 ?106 ? ? 0.35 ? 0.453 EI 12 I 底层柱= ? ? 16.611?103 KN ? m ? 4.8 1 30 ?106 ? ? 0.35 ? 0.453 EI 12 I 余层柱= ? ? 20.445 ?103 KN ? m ? 3.9 25.5 ?106 ?
则其余杆的相对线刚度为:

? 令 i边梁 =1
? i中梁 =

28.?? ? 1.667 16.997 20.445 ? i上柱 = ? 1.20? 16.997 16.611 ? i底柱 = ? 0.977 16.997
框架梁住相对线刚度如图所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据 (二) 、各种荷载设计值的计算:

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第 26 页 共 69 页

(1)屋面框架相关荷载计算 20mm 厚 1:2 水泥砂浆找平: 100-350mm 厚 (3%找坡) 膨胀珍珠岩 : 100mm 厚现浇混泥土屋面板: 20mm 厚石灰抹灰: 小计: 边跨框架梁自重: 梁侧粉刷: 小计: 屋面板传给次梁荷载: 中跨(CD 跨)框架梁自重: 梁侧粉刷: 小计: 屋面边跨(BC、DE)梁荷载标准值: 屋面边跨 (BC、 梁荷载设计值: DE)

0.02×20=0.40kN/m2 7× (0.1+0.25) /2=1.225 kN/m2 0.1 ×25=2.5kN/m2 0.34kN/m2 4.465kN/m2 0.25×0.5×25=3.13kN/m 2×(0.55-0.1)×17×0.02=0.306kN/m 3.744KN/m 4.465 ? 1.95=8.707KN/m 0.25×0.40×25=2.5kN/m 2×(0.4-0.1)×17×0.02=0.204 kN/m 2.704 KN/m 3.744kN/m 1.2х 3.744=4.493 KN/m

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屋面板传给中跨 (CD) 框架梁荷载: 中跨(CD)跨框架线荷载标准值: 设计值: 边柱连系梁自重: 梁侧粉刷: 1.2m 高女儿墙自重: 1.2m 高女儿墙粉刷: 连系梁传来屋面自重: 顶层边节点集中荷载标准值: 顶层边节点集中荷载设计值:

第 27 页 共 69 页

(5/8) ×4.465×2.4=6.698 kN/m 2.704+6.698=9.402KN/m 1.2 ? 9.402=11.282KN/m 0.25×0.60×4.5×25=16.875kN 2×(0.6-0.1)×17×0.02×4.5=1.53kN 0.24×19×4.5×1.2=24.624kN 1.2×0.025×2×17×4.5=4.59kN 1.95×0.5×4.5×4.465=19.59kN 67.209kN 1.2×67.209=80.651kN

中柱连系梁自重: 0.25×0.40×4.5×25=11.25kN 梁侧粉刷: 2×(0.40-0.1)×17×0.02×4.5=0.918kN 连系梁传来屋面自重: 4.465×0.5×1.95×4.5+1.0×0.5×4.465×2.4×4.5= 43.701kN 顶层中节点集中荷载标准值: 52.396kN 顶层中节点集中荷载设计值: 1.2×52.396=62.875kN 设次梁截面为 200mm ? 400mm 屋面次梁自重: 次梁粉刷: 屋面板传递集中荷载: 次梁集中荷载标准值: 次梁集中荷载设计值: (2)标准层框架相关荷载计算 45mm 厚预制彩色水磨石面层: 80mm 厚现浇钢筋混凝土楼板: 20 厚板底抹灰: 楼面恒荷载: 设计值: 边跨框架梁及梁侧粉刷: 中跨框架梁及梁侧粉刷: 楼面板传给中跨 (CD) 框架梁荷载: 边跨(BC、DE)框架梁线荷载标准值: 设计值: 中跨(CD)跨框架线荷载标准值: 设计值: 边柱连系梁自重: 边柱连系梁粉刷: 钢窗自重: 窗下墙体自重: 窗下墙体粉刷: 窗边墙体自重:

0.2×0.40×4.5×25=9kN 2×0.02×(0.40-0.1)×17×4.5=0.918kN 4.465×1.95×4.5=39.18kN 49.098kN 1.2×49.098=58.918kN 0.95 kN/m2 0.1 ? 25=2 .5kN/m2 0.02×17=0.34 kN/m2 3.79 kN/m2 1.2 ? 3.79=4.548kN/m2 3.744kN/m 2.704 kN/m (5/8) ×3.79×2.4=5.685 kN/m 3.744 kN/m 1.2 ? 3.744=4.493 kN/m 2.704+5.685=8.389KN/m 1.2 ? 8.389=10.067KN/m 16.875kN 1.53kN 2.4×3.6×0.45=2.888kN 0.24×0.9×4.5×19=18.468kN 2×0.02×0.9×4.5×17=2.754kN 0.55 ? 0.24 ? 19=2.508KN

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窗边墙体粉刷: 框架柱自重: 连系梁传来楼面自重: 框架柱粉刷: 标准层边柱集中荷载标准值: 标准层边柱集中荷载设计值: 中柱连系梁自重: 中柱连系梁粉刷: 内纵墙自重: 内纵墙粉刷:

第 28 页 共 69 页

0.55 ? 2 ? 0.02 ? 17=0.374KN 0.35×0.45×3.90×25=15.356kN 1/2 ? 3.79 ? 4.5 ? 1.95=16.629KN 1.12×0.02×3.90×17=1.485kN 79.867kN 1.2×79.867=95.84kN 11.25kN 0.918kN 4.5×(3.90-0.4)×0.24 ? 19=71.82kN 4.5×(3.90-0.4)×0.02×17×2=10.71kN

扣 除 门 窗 洞 加 上 门 窗 重 : 2.4 ? 1.8 ? 0.45+0.2 ? 2.4- ( 2.4+1.8 ? 2.4 ) ? 0.24 ? ( 19+0.02 ? 2 ? 17 ) = ? 29.316KN 连系梁传来楼面自重: 1.95х 4.5х 3.79х O.5+1.Oх 3.79х O.5х 4.5х 2.4=37.O95 KN 框架柱自重及粉刷: 15.356+1.485=16.841kN 标准层中结点集中荷载标准值: 119.318kN 标准层中结点集中荷载设计值: 1.2×119.318=143.182kN 次梁自重: 梁粉刷: 次梁传来集中荷载: 标准层次梁与框架梁节点集中荷载标准值: 设计值 (3)底层框架相关荷载计算 基础梁:b ? h=250mm ? 400mm 基础梁自重: 钢窗自重: 窗下墙体自重: 窗下墙体粉刷: 窗边墙自重: 窗边墙粉刷: 框架柱自重: 框架柱粉刷: 底层边柱集中荷载标准值: 底层边柱集中荷载设计值: 基础梁自重: 内纵墙自重: 扣除门窗洞加上门窗重: 框架柱自重: 框架柱粉刷: 底层中柱集中荷载标准值: 9kN/m 0.918kN/m 3.79 ? 1.95 ? 4.5=33.257KN 43.175kN/m 1.2×43.175=51.81kN/m

0.25×0.40×4.5×25=11.25kN 3.888kN 0.24×1.9×4.5×19=38.988kN 2 ? 0.02 ? 1.35 ? 4.5 ? 17=4.131kN 2.508KN 0.374KN 0.35×0.45×4.8×25=18.9kN 1.12×0.02×4.8×17=1.828kN 81.867kN 1.2×81.867=98.24kN 11.25kN 0.24×(4.8-0.4)×4.5 ? 19=90.288kN -29.316KN 18.9kN 1.828kN 92.95kN

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第 29 页 共 69 页

底层中柱集中荷载设计值: 1.2×92.95=111.54kN (4)活荷载计算 1.屋面框架活荷载计算 中跨主梁由屋面传递的均布活荷载设计值: (5/8) ×1.4××2.4 ? 2=4.2kN/m 屋面传递给次梁的活荷载设计值: 2×1.95×4.5×1.4=24.57kN 屋面传递给边跨连系梁活荷载设计值: 1.4 ? 1.95 ? 0.5 ? 2=12.29kN 屋面传递给中跨连系梁活荷载设计值:0.5х 1.Oх 2х 2.4х 4.5х 1.4+1.4х .95х 4.5х 2.5х O.5=27.41 2.标准层活载设计值 中跨主梁均布活载设计值: (5/8) ×1.4×0.5×2.4 ? 2 ? 2.5=5.25kN/m 楼面传递给次梁的活荷载设计值: 2.5×1.95×4.5×1.4=30.71kN 楼面传递给边跨连系梁活荷载设计值: 1.4 ? 1.95 ? 0.5 ? 2.5 ? 4.5=15.36kN 屋面传递给中跨连系梁活荷载设计值:1.4×1.95×4.5 ? 2.5 ? 0.5+0.5×1.0×2.5 ? 2.4 ? 4.5 ×1.4=34.26kN 恒载作用、活载作用下结构计算简图如下所示:

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(5)作用于屋面梁和楼面节点处集中风载计算 风压标准值计算公式为: wk ? ? z ? s ? zw0 ,其中 ? z 为风振系数,由于本建筑高度 H=14.7m<30.00m, 可以取 ? z ? 1.0 ; 对于矩形平面, 风荷载体系数 ? s ? 1.3 ; 风压高度系数 ? z 可查规范;由设计资料可知 w0 ? 0.4kN / m 。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中
2

荷载,计算过程如下表,表中 z 为框架节点至室外地面的高度,A 为一榀框架各层节点的受 风面积。 风荷载计算表 层数 3 2 1

?z
1.0 1.0 1.0

?s
1.3 1.3 1.3

Z(m) 12.15 8.25 4.35

?z
1.06 1.00 0.87

w0(kN / m 2 )
0.4 0.4 0.4

A(m2 )
14.175 17.55 18.563

Pwk (kN )
7.813 9.126 8.398

Pw(kN )
10.939 12.78 11.757

PW1=O.91μ ZWoS(H2+H1)

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PW2=O.91μ ZWoS(H2+H3) PW3=1.82μ ZWoS(0.5H3+H4)

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风荷载计算简图(KN) 风荷载作用下的内力计算: 框架在风荷载作用下(以左向右吹)的内力用 D 值法进行计算,其步骤为: ⒈求各柱反弯点处的剪力值 ⒉求各柱反弯点高度 ⒊求各柱杆端弯矩及梁端弯矩 由表查反弯点: 层数:3 , 边柱 m=3 n=3 k=0.831

y0 =0.35

?1 =1

y1 =0

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层 层剪力 数 (KN)

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边柱 D 值

中柱 D 值

?

D

每根边柱剪 力(KN)

每根中柱 剪力 (KN)

K?

1?1 1 ? 1 ? 1.667 ? 1.667 ? 0.8?1 K ? 2 ?1.02? 2 ? 0.1.20? ? 2.217

3

10.939

0.8?1 D? ? 2 ? 0.8?1 12 ?1.20? 3.92 ? 0.28

2.217 D? ? 2 ? 2.217 12 ?1.20? 3.92 ? 0.50

1.56

0.28 1.56 ?10.9?9 v4 ? ? 1.96

0.5 1.56 ?10.9?9 v4 ? ? ?.51

K ? 0.831
2
23.719

D ? 0.28

K ? 2.217 D ? 0.50

1.56

0.28 1.56 ?23.719 v4 ? ? 4.25

0.5 1.56 ?23.719 v4 ? ? 7.6

K?

1 ? 1.003 0.977

1

23.719

0.5 ? 1.003 ? 0.5 ? 2.675 2 ? 1.003 D? ? 12 ? 0.977 2 ? 2.675 12 ? 0.977 3.92 ? 0.27 3.92 ? 0.35 D?

1 ? 1.667 0.977 ? 2.675 K?

1.24

0.27 1.24 ?35.476 v4 ? ? 7.72

0.35 1.24 ?35.476 v4 ? ? 10.01

y= y0 =0.35 中柱 m= 3 n=3 k=2.217

y0 =0.411

?1 =1

y1 =0

y= y0 =0.411 层数:2 m=3 , 边柱 n=2 k=0.831

y0 =0.45

?1 =1

y1 =0

?3 ?

4.8 ? 1.23 3.9

y3 ? ?0.0075 .
中柱 m=3 n=2

y=0.45-O.0075=0.443

k=2.217

y0 =0.461

y1 = y2 ? y3 =0 a1=0

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y=0.461 层数:1 , 边柱 m=3 y=0.60 中柱 m=3 y=0.55 n=1 k=2.675 n=1 k=1.003

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y0 =0.60

y2 =0

?2 ?

3.9 ? 0.8125 4.8

y0 =0.55

y1 = y2 ? y3 =0

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四、 框架内力计算

第 35 页 共 69 页

1、 恒载设计值作用下内力计算 中间跨 CD 杆线刚度乘 0.5 修正系数可求得节点各杆端弯矩分配系数如图(利用对称性 的内力计算) 荷载引起的固端弯矩 a) 屋面
g M BW ,DW= ?

l2 1 ×7.695?=-163.851KN q=? 12 12

g M CW ,EW=163.851KN·m g M CW ,DW= ?

q 2 1 ×11.282×2.4?=-5.42 KN·m l =? 12 12

g M DW ,CW=5.42KN·m

B)标准层楼面梁
g M Bb ,Db= ?

q 2 1 l =? ? 29.42 ? 7.6952 ? ?146.76 KN ? m 12 12

g M Cb ,Eb=146.76KN·m g M Cb =—

1 2 1 ql ? ? ? 10.067 ? 2.42 ? ?4.83KN ? m 12 12

g M Db =4.83KN·m

则恒载引起的节点不平衡弯矩: MBW= ? (163.85-8.065)= ? 155.785KN·m MCW=163.85—5.42=158.43KN·m MBb= ? (146.76-9.584)= ? 137.176KN MCb=146.76—4.83=141.93KN·m C)计算分配系数
' ?ik ? ? ?

1 i1k 2 ?iik

' ?2右 ? ? ? ' ? 2下

1 1.0 ? ?0.227 2 1.0 ? 1.203 1 1.203 ?? ? ? ?0.273 2 1.0 ? 1.203

1 1.203 ? ?0.137 2 1.0 ? 1.667 ? 0.5 ? 1.203 1 1.203 ? '1下 ? ? ? ? ?0.198 2 1.0 ? 1.667 ? 0.5 ? 1.203 ? '4下 ? ? '3上 ? ?0.177

? '1左 ? ? ?

? '4上 ? ? '3下 ? ? ?

1 1.203 ? ?????? 2 1.0 ? 1.667 ? 0.5 ? 1.203 ? ?

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第 36 页 共 69 页

1 1.0 ? ?0.118 2 1.203 ? 2 ? 1.0 ? 0.5 ?????? 1 0.5 ?1.667 ? ' 3右 ? ? ? ? ?0.098 2 1.203 ? ? ? 1.0 ? ????????? 1 1.203 ? '6上 ? ? ? ? ?0.189 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 1 0.977 ? ' 6下 ? ? ? ? ?0.154 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0

? ' 3左 ? ? ?

? '6右 ? ? ? ? '5下 ? '5 左 ? '5 上

1 1.0 ? ?0.157 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 1 1 ?? ? ? ?0.122 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 ? ????????? 1 1.0 ?? ? ? ?0.125 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 ? 1.667 ? 0.5 1 1.203 ?? ? ? ?0.150 2 1.203 ? 0.977 ? 1.667 ? 0.5
1 1.667 0.5 ? ? ? 0?. 1 0 4 2 1 . 2 0 3 0 . 9 7 7 1? 6 6 7 0 . 5 1 . 0 ? ? . ?

? '5右 ? ?

2、 活载作用下的内力计算 活载直接作用于 CD 跨时的内力,荷载对称 荷载引起的固端弯矩

1 ? 4.2 ? 2.42 ? ?12.096 KN ? m 2 1 q 2 标准层 M l ? ? ? 5.25 ? 2.4 ? ?15.12 KN ? m 2
屋面 Mw? ?
q

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恒载作用下弯矩图(KN*M)

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第 40 页 共 69 页

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第 41 页 共 69 页

? M w ? pl ? 0
活载引起的不平衡弯矩

M Bw= M EW=0
M BL ? M EL ? 0

M CW ? M DW ? ?2.02 KN m M BL ? M EL ? ?2.52 KN ? m

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活载作用在 CD 跨的 M 图(KN ? m)

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第 43 页 共 69 页

活载作用在 CD 跨时 V 图(KN)

活载作用在 CD 跨时 N 图(KN)

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3、 活载设计值作用在 BC 跨时的内力计算

第 44 页 共 69 页

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荷载转化 屋面:qwBC= n
?

第 45 页 共 69 页

? 1 G 16 ? 1 ????? ? ? ? ? 11.974???? n L 4 ?????

楼面:qLBC

=n

?

? 1 G 16 ? 1 ????? ? ? ? ? 14.966???? n L 4 ?????

计算汇交于每个节点各杆的转角分配系数
' ?ik ? ? ?

1 i1k 2 ?iik

? '1上 ? ? '7 上 ? ? ? ? '1下 ? '1左

1 1.203 ? ?0.124 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 ? 1.667 1 0.977 ? ? '7下 ? ? ? ? ?0.101 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 ? 1.667 1 1.0 ? ? '7 右 ? ? ? ? ?0.103 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 ? 1.667

1 1.667 ? ?0.172 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 ? 1.667 1 1.0 ? '2左 ? ? '8右 ? ? ? ? ?0.098 2 1.203 ? 2 ? 1.0 ? 1.667 1 1.203 ? ? '3下 ? ?9下 ? ? ? ? ?0.156 2 1.203 ? 1.0 ? 1.667 1 1.0 ? ? '3左 ? ?9右 ? ? ? ? ?0.129 2 1.203 ? 1.667 ? 1.0

? '1右 ? ? '7左 ? ? ?

? '3右 ? ? '9左 ? ? ? ? '4 上 ? '4 下 ? '5上

1 1.667 ? ?0.215 2 1.203 ? 1.0 ? 1.667 1 1.203 ? ? ?10上 ? ? ? ? ?0.189 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 1 0.977 ? ? '10下 ? ? ? ? ?0.154 2 1.203 ? 0.977 ? 1.0 ? ? ? ? ?5下 ? ?11上 ? ?11下 ? ?0.177

1 1.0 ? ?0.146 2 1.203 ? 2 ? 1.0 1 1.203 ? '6下 ? ? '12下 ? ? ? ? ?0.273 2 1.203 ? 1.0

? '5右 ? ? '11左 ? ? ?

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? '6右 ? ? '12左 ? ? ?

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1 1.0 ? ?0.227 2 1.203 ? 1.0 1 1.203 ? '2下 ? ? '2上 ? ? '8下 ? ? '8上 ? ? ? ? ?0.119 2 1.203 ? 2 ? 1.0 ? 1.667 1 1.667 ? '2右 ? ? '8左 ? ? ? ? ?0.164 2 1.203 ? ? ? 1.0 ? 1.667
q M BW , Ew ? ? q M CW , DW

荷载引起的固端弯矩:

屋面

1 ?11.974 ? 7.6952 ? ?59.08 KN ? m 12 ? 59.08KN ? m

标准层

q M Bb , Ew ? ? q M cb , Db

1 ?14.966 ? 7.6952 ? ?73.85KN ? m 12 ? 73.85KN ? m

活载引起的不平衡弯矩 屋面荷载引起的固端弯矩,集中转化为等效的均布荷载

MWB ? ?59.08 ? 12.29 ? 0.1 ? ?57.850 KN ? m M WB =57.850 KN ? m M bB ? ?73.85 ? 15.36 ? 0.1 ? ?72.314KN ? m M bC =72.314 KN ? m

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第 47 页 共 69 页

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第 48 页 共 69 页

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第 49 页 共 69 页

活载作用在 BC 跨时 M 图(KN-m)

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活载作用在 BC 跨时 V 图(KN)

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第 51 页 共 69 页

活载作用在 BC 跨时 N 图(KN) 内力组合: 根据最不利而又可能的原则进行内力组合,进行承载力计算: ①恒载标准值 ? 1.2 ②恒载标准 ? 1.2+屋面活载 ? 1.4 ③恒载标准值 ? 1.2+0.85 ? (活载标准值+风载标准值) ? 1.4 ④恒载标准值 ? 1.2+活载标准值 ? 1.4+0.6 ? 风载标准值 ? 1.4 当

qk ? 0.3 ~ 1 时, (M,N,V) ? 设计值/1.25 gk

框架梁柱配筋计算 1.框架梁配筋计算 框架梁\柱截面配置应满足承载力的要求,对于梁和 ?o / h ? 0.55 的偏心受压柱还应足裂 缝宽度要求,当梁的截面尺寸在常用高跨比范围内时,其挠度一般可以不必验算。 1) 支座截面的配筋可考虑柱的支承宽度的影响,即按支座边缘截面的弯矩计算,其 植为: M 计 ? M 组 ? V组 ? b / 2
支 支 支

其中: M 计 : 支座边缘截面的弯矩设计值
支 M 组 : 支座中线组合弯矩设计值



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用于承载力计算的框架荷载效应组合表
内力 KN/K N· m M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V M V -36.25 -12.08 9.21 14.338 -2.042 -6.3 -25.2 -14.338 -131.44 -95.80 -36.25 12.08 -29.002 -68.68 -46.626 -25.2 14.338 -7.995 -0.534 -0.096 -2.042 6.3 1.738 2.49 0.444 9.21 -14.338 -7.995 -23.21 -12.08 -120.76 94.674 109.67 8.06 11.363 -59.53 45.504 55.664 -2.16 -6.3 0.204 -0.096 -0.165 -19.21 -11.363 -0.93 0.444 0.78 -135.45 -94.314 -23.21 12.08 -15.962 -68.90 -45.854 -19.21 11.363 -5.575 -0.419 -0.079 -2.16 6.3 1.62 1.26 0.250 8.06 -11.363 -5.575 -55.84 -13.538 -136.2 96.16 99.94 8.46 14.413 -65.60 47.785 52.569 -1.52 -5.04 0.19 -0.079 -0.1145 -26.13 -14.413 -0.66 0.250 0.3 -142.39 -108.398 -55.84 13.538 -47.717 -54.79 -38.076 -26.13 14.413 -8.835 -0.537 -0.092 -1.52 5.04 1.504 3.26 0.554 8.46 -14.413 -8.835 恒载 0 -115.69 103.4 134.45 活载 1 -41.54 35.636 47.658 活载 2 0.171 -0.092 -0.183 活载 3 -1 0.554 1.13

第 52 页 共 69 页

左风 4 4.969 -1.039 0.973 -3.023 -1.039 5.04 -4.2 0.000 -5.04 -4.2 11.929 -2.603 1.9145 -8.1 -2.603 13.502 -11.25 0.000 -13.502 -11.25 22.182 -4.602 4.4755 -13.231 -4.602 22.055 -18.379 0.000 -22.055 -18.379

右风 5 -4.969 1.039 -0.973 3.023 1.039 -5.04 4.2 0.000 5.04 4.2 -11.929 2.603 -1.9145 8.1 2.603 -13.502 11.25 0.000 13.502 11.25 -22.182 4.602 -4.4755 13.231 4.602 -22.055 18.379 0.000 22.055 18.379

梁编号

截面

左 WL-BC 中 右 左 WL-CD 中 右 左 2L-BC 中 右 左 2L-CD 中 右 左 1L-BC 中 右 左 1L-CD 中 右

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梁编号 +Mmax 及相应的 V 组合项目 组合值 -Mmax 及相应的 V 组合项目 组合值 0 × 1.2+(1+3) × -162.05 1.4+0.6 ? 5×1.4 140.50 WL-BC 0 × 1.2+(1+3 ) × 184.37 1.4+0.6×4×1.4 1.2×0+(1+2)×1.4 ×+0.6 ? 4 ? 1.4 1.2×0+(1+2)×1.4 ×+0.6 ? 5 ? 1.4 WL-CD 0×1.2+(1+3)×1.4 1.2×0+(2+3)×1.4 ×+0.6 ? 4 ? 1.4 1.2×0+(1+3)×1.4 ×+0.6 ? 5 ? 1.4 2L-BC 0 × 1.2+(1+3 ) × 156.44 1.4+4×0.6×1.4 -200.69 -147.51 -87.96 37.61 -65.60 -87.96 -37.61 -212.98 147.86

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|V|max 及相应的 M 组合项目 0×1.2+(1+3 )× 1.4+5×0.6×1.4 组合值 -162.05 140.50

0×1.2+(1+2 )× 1.4+0.6 ? 4×1.4

-200.69 -147.51

-87.96 1.2×0+(1+2)× 1.4× 37.61 +0.6 ? 4 ? 1.4

1.2×0+(2+3)× 1.4× +0.6 ? 4 ? 1.4 0×1.2+(1+3 )× 1.4+5×0.6×1.4

-87.96 -37.61 -212.98 147.86

0×1.2+(1+2)× -213.11 0 × 1.2+(1+2) × -213.11 1.4+0.6×1.4×4 -143.74 1.4+0.6×4×1.4 -143.74 1.2×0+(1+2+5)× 1.4×0.85 2LCD 0×1.2+(1+3)×1.4 0×1.2+(2+3 +4)× 1.4×0.85 0×1. 2+(1+3 )× 1.4+5×1.4×0.6 1L-BC 0×1.2+(1+3 ) × 1.4+4×0.6×1.4 171.51 0×1.2+(1+2 )× 1.4+0.6×4×1.4 0×1.2+1.4× (1+2+5)×0.85 1L-CD 0×1.2+ (1+3) 1.4 ? 0×1. 2+(2+3+4 )× 0.85×1.4 -212.59 0 × 1.2+ ( 1+3 ) -212.59 -147.39 1.4+5 ? 0.6 ? 1.4 -147.39 -81.73 48.74 -45.75 -81.73 -48.74 0×1.2+(1+2+5 ) -81.73 ×1.4×0.85 -48.74 0 × 1.2+ ( 1+3 ) ? 1.4+5 × 0.6 × 1.4 -81.73 48.74 -55.48 39.12 -27.81 -55.48 -39.12 -198.55 147.36 0×1.2+(2+3)× 1.4+0.6×4×1.4 0×1.2+(1+3) ? 1.4+5×0.6× 1.4 -55.48 -39.12 -198.55 147.36 0 × 1.2+(1+2+5) ×1.4×0.85 -55.48 39.12

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用于承载力计算的框架荷载效应组合表
内力 柱编号 截面 KN/K N· m M N Z- BW 下 M N V 上 Z- CW 下 M N M N V 上 Z- B? 下 M N M N V 上 Z- C? 下 M N M N V 上 Z- B1 下 M N M N V 上 Z- C1 下 M N M N V 恒载 0 107.54 184.051 -73.42 200.892 -46.4 -86.19 188.979 63.06 205.820 38.41 53.22 376.051 -67.24 392.892 -30.887 -49.27 438.555 58.65 455.396 27.672 44.04 566.565 -22.02 587.293 -13.763 -36.86 689.617 18.43 710.345 11.519 活载 1 40.31 47.94 -33.16 47.94 -18.838 -28.52 52.489 25.27 52.489 13.792 -30.91 108.015 -35.71 108.015 -17.082 -24.58 108.197 27.14 108.197 13.262 22.12 165.809 -11.06 165.809 -6.913 -16.12 169.161 8.06 139.161 5.038 活载 2 -0.172 -0.092 0.11 -0.092 0.072 0.982 32.542 -0.881 32.542 -0.478 -0.083 -0.171 0.118 -0.171 0.052 0.864 73.181 -0.948 73.181 -0.465 -0.082 -0.267 0.041 -0.267 0.026 0.56 113.837 -0.28 113.837 -0.175 活载 3 1.00 0.554 -0.47 0.554 -0.377 -5.21 -14.967 3.73 -14.967 2.292 0.22 0.804 -0.5 0.804 -0.185 -3.13 -26.58 4.01 -26.58 -1.831 0.42 1.248 -0.21 1.248 -0.131 -2.66 -41.362 1.33 -41.362 0.831

第 54 页 共 69 页

左风 4 -4.969 -1.039 1.96 -1.039 1.96 -8.063 -3.161 5.626 -3.161 3.51 -9.254 -3.642 7.360 -3.642 4.26 -15.976 -11.808 13.664 -11.808 7.6 -14.822 -8.244 22.234 -8.244 7.72 -21.622 -25.585 26.426 -25.585 10.01

右风 5 4.969 1.039 -1.96 1.039 -1.96 8.063 3.161 -5.626 3.161 -3.51 9.254 3.642 -7.360 3.642 -4.26 15.976 11.808 -13.664 11.808 -7.6 14.822 8.244 -22.234 8.244 -7.72 21.622 25.585 -26.426 25.585 -10.01



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用于承载力计算的框架荷载效应组合表(续表)
柱编号 Nmax 及相应的 M 组合项目 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 Z- BW 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 0 ? 1.2+(1+2) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 Z- CW 0 ? 1.2+(1+2) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 组合值 152.84 231.59 -109.95 247.868 -67.38 -108.17 279.40 84.07 295.57 49.29 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4 92.18 +0.6 ? 5×1.4 485.33 Z- B? 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 0 ? 1.2+(1+2) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 Z- C? 0 ? 1.2+(1+2) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 Z- B1 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 0 ? 1.2+(1+2) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 Z- C1 0 ? 1.2+(1+2) ? 1.4 +0.6 ? 5×1.4 -110.05 501.50 -51.85 -63.13 632.70 76.46 648.88 35.79 77.48 736.55 -48.70 756.45 -26.29 -38.23 996.80 8.65 1016.70 9.78 0 ? 1.2+3 ? 1.4+0.6 ? 5×1.4 0 ? 1.2+3 ? 1.4+0.6 ? 5×1.4 NMin 及相应的 M 组合项目 0 × 1.2+(2+4 ) × 1.4 ×0.85 0 × 1.2+(2+4 ) × 1.4 ×0.85 组合值 98.34 175.61 -67.83 190.21 -42.80 -94.00 163.15 68.50 179.32 41.66 0×1.2+(2+4)×1.4 42.20 ×0.85 357.38 -57.43 0×1.2+(2+4)×1.4 373.55 ×0.85 -25.55 0 ? 1.2+3 ? 1.4+0.6 -61.54 ? 5×1.4 383.93 0 ? 1.2+3 ? 1.4+0.6 ? 5×1.4 69.98 400.10 -29.62 0×1.2+(2+4)×1.4 -28.09 ×0.85 535.80 -0.07 0×1.2+(2+4)×1.4 555.70 ×0.85 -5.84 0 ? 1.2+(3+4) ? 1.4 ? 0.85 0 ? 1.2+(3+4) ? 1.4 ×0.85 -58.50 598.92 44.12 618.82 21.38

第 55 页 共 69 页

|M|max 及相应的 V 组合项目 组合值

0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4+0. 152.84 6 ? 5×1.4 231.59 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4+0. 6 ? 5×1.4 -109.95 247.29 -67.38 0 × 1.2+ ( 1+3 ) × -125.94 1.4+0.6×4×1.4 221.94 0 × 1.2+ ( 1+3 ) × 96.80 268.81 1.4+0.6×4×1.4 57.11 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4+0. 6 ? 5×1.4 0 ? 1.2+(1+3) ? 1.4+0. 6 ? 5×1.4 92.18 485.33 -110.05 501.50 -51.85 0 × 1.2+(1+3 ) × -89.07 1.4+4×1.4×0.6 505.11 0 × 1.2+(1+3 ) × 1.4+4×1.4×0.6 0×1.2+(1+3+5)× 1.4×0.85 0×1.2+(1+3+5 )× 1.4×0.85 0 × 1.2+(1+3+4 ) × 1.4×0.85 0×1.2+(1+3+4 )× 1.4×0.85 100.37 537.15 48.58 77.48 736.55 -53.04 730.69 -27.27 -73.85 891.60 51.79 911.50 26.18

梁编号
s

截面 左 -162.05 184.37 -200.69 -87.96 -65.60 -87.96 -212.98 156.44 -213.11 -55.48 -27.81 -55.48 -198.55 171.51 -212.59 -81.73 中 右 -45.75 -81.73 10.97 33.16 10.97 8.80 33.16 8.80 -46.68 -27.81 -46.68 -165.39 171.51 -179.43 -70.76 -45.75 -70.76 32.34 -180.77 0.341 0.1588 0.0145 0.1588 0.312 0.0449 0.3384 0.2407 0.024 0.2407 156.44 0.041 33.27 -179.71 0.339 0.784 0.979 0.782 0.913 0.993 0.913 0.807 0.977 0.784 0.860 0.988 0.860 8.46 -79.5 0.2704 0.839 -65.60 0.034 0.983 507.87 752.03 1354.74 861.9 1366.25 405.78 213.14 405.78 1211.86 946.86 1352.63 653.01 352.40 653.01 8.46 -79.5 0.2704 0.839 752.03 33.19 -167.5 0.3159 0.803 1232.20 184.37 0.0483 0.975 1019.94 321.9 31.61 -130.44 0.246 0.8564 900.19

M组 KN·m Vb/2 KN·m α γ s(%) M KN·m A 空的 2 mm

Α s,u 2 (mm ) As,min 2 (mm )

Mk KN·m

ρ te(5)

σ sk 2 N/mm

Ψ

Wmax≤ 0.4mm

321.9 5Φ 16(1005) -130.96 3Ф 16 和 147.45 2Ф 18(1112)

0.0146

318.68

0.885

0.381

第 56 页 共 69 页

WL-BC 中 右 左 WL-CD 右 左 2L-BC 右 左 2L-CD 右 中 中 中

0.0162

295.95

0.891

0.345

321.9 6Ф 16(1206) -160.83 228.1 228.1 228.1 4Ф 16(804) 3Ф 16(603) 4Ф 16(804) 321.9 7Ф 16(1407) -172.46 321.9 4Ф 18(1017) 123.94 321.9 228.1 228.1 228.1 5Ф 16(1005) 2Ф 16(402) 2Ф 12(226) 2Ф 14(402) 321.9 6Ф 16(1206) -164.49 321.9 5Ф 16(1005) 136.83 321.9 228.1 228.1 228.1 7Ф 16(1407) 2Ф 16 和 2Ф 14(710) -172.16 -170.94

0.0175

326.14

0.925

0.364

0.0205

299.76

0.937

0.308

0.0146

275.24

0.851

0.317

0.0205

297.12

0.936

0.306

左 1L-BC 右 左 1L-CD 中

0.0175

333.56

0.929

0.374

0.0146

303.87

0.874

0.359

0.0205

299.24

0.937

0.308

2Ф 14(308) 2Ф 16 和 2Ф 14(710)

支 支 V组 : 与 M 组 相应的支座中线处组合剪力设计值

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B=450mm 2) 梁的截面尺寸验算 其中 钢筋 Ⅲ级 HRB400 级 砼 C20 钢筋放一排时 保护层厚度 取 35mm 截面尺寸 b ? h=250 ? 550mm (边跨) 放二排时,保护层厚度取 50mm

第 57 页 共 69 页

M max ? ?13.11KN ? m

V max ? 147.51KN

?b ? 1 ? 1 ? 2? s max
M ? ? s max ? ?1 fcbho 2 ? 0.399 ? 1.0 ? 9.6 ? 250 ? 500 2
=239.4KN·m> M max ? ?13.11 KN ? m

V=0.25 ? cfcbho=0.25 ? 1 ? 9.6 ? 250 ? 500 =300 KN > V max ? 147.51KN

250×400mm(中跨)

M max ? 87.96 KN ? m

V max ? 37.61KN

2 M`= ? s max ? ?1 fcbh`0 ? 0.399 ?1.0 ? 9.6 ? 250 ? 3652

=108.392KN·m> M max ? 87.96 KN ? m V`= 0.25? cfcbho`? 0.25 ?1? 9.6 ? ?50 ? 365 =219KN> V max ? 37.61KN

3)求纵筋 1.单排钢筋 a s =35mm 2.双排钢筋 a s =60mm

h0 ? 550 ? 35 ? 515mm h0 ? 550 ? 60 ? 490mm

h0 ? 4 0 0? 3 5 3 m 5 ? 6m h0 ? 4 0 0? 5 0 3 m 0 ? 5m

现浇屋盖:梁板整体浇注,主梁与次梁板支座处上部纵筋相互交叉重叠,致使主梁承受 负弯矩的纵筋位置下移,梁有效高度减少

h 所以 1.双排钢筋: 0 = h ? -80=550-80=470mm
=400-80=320mm =400-50=350mm

h 1.单排钢筋: 0 = h ? -50=550-50=500mm

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① 对屋面梁:正弯矩的跨中截面按 T 形截面计算 验算截面类型 a) 确定翼缘计算宽度 b`f 按计算宽度 lo 考虑:b`f= ?o ? b) 判别 T 形截面类型

第 58 页 共 69 页

1 3

1 ? 4500 ? 1500mm 3

h0 =470mm

?1 fcb`f h`f (ho ?

h`f 2

) ? 1.0 ? 9.6 ?1500 ?100 ? (470 ?

100 ) ? 604.8 KN ? m ? M 2

故属于第一类型 T 形截面

?s ?

M ?1 fcb? ho 2 f

负弯矩的支座截面按矩形计算

?s ?

M ?1 fcbho 2

最小配筋率要求的 As ,min

As ,min =0.25%b h0 =0.0025×250×515=321.9 mm 2 As ,min =0.25%b h0 =0.0025×250×365=228.1 mm 2
裂缝宽度要求的 As .cr

?max ? ? cr?

? sk
Es

(1.9c ? 0.08

d eq

?te

)

? ? 1 . 1 0 . 6 5 tk ? ? ?te? sk
Mk ? h0 As

f

?te ?

As Ate

Ate ? 0 . 5 bh

? sk ?

① 确定柱的计算长度 按现浇式:底层 lo=1.0H=4800 mm 其余层 lo=1.25H=1.25 ? 3.9=4875mm ② 计算柱的纵向受力钢筋 非抗震时,各层柱在横向框架平面内,按单向偏心受压构件计算,纵向受力不从心筋 AS=AS'对称布置.在弯矩作用方向对边,在横向框架平面外,按轴心受压构件计算,全 部纵向筋

?

AS 沿截面周边均匀布置.

四级抗震框架中、边柱 ? s ,min ? 0.6% 角柱 ? s ,min ? 0.8% 柱不利截面内力组的偏心距增大系数 n 和稳定系数 ? 的计算见下表:

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第 59 页 共 69 页

柱编 号

截 面 上 下

M (KN.m) 152.84 109.95 125.94 96.80 92.18 110.05 89.07 100.37 77.48 53.04 73.85 51.79

N (KN) 231.59 247.868 221.94 268.81 485.33 501.50 505.11 537.15 736.55 730.69 891.60 911.50

eo (mm) 660 443.6 567.5 360.1 190 219.4 176.3 186.9 105.2 72.6 82.8 56.8

ea (mm) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

ei (mm) 680 463.6 587.5 380.1 210 239.4 196.3 206.9 125.2 92.6 102.8 76.8

ei /ho

?1
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.94 0.97 0.82 0.63 0.69 0.57

lo (mm) 4875 4875 4875 4875 4875 4875 4875 4875 4800 4800 4800 4800

lo/h

?2
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

?
1.051 1.075 1.059 1.091 1.164 1.144 1.178 1.168 1.271 1.293 1.285 1.31

lo/b

?
0.921 0.921 0.921 0.921 0.921 0.921 0.921 0.921 0.924 0.924 0.924 0.924

Z-BW

1.64 1.12 1.42 0.92 0.51 0.58 0.47 0.50 0.30 0.22 0.25 0.19
2

10.83 10.83 10.83 10.83 10.83 10.83 10.83 10.83 10.67 10.67 10.67 10.67

13.93 13.93 13.93 13.93 13.93 13.93 13.93 13.93 13.71 13.71 13.71 13.71
2

Z-CW

上 下 上 下 上 下 上 下 上 下

Z-B2

Z-C2

Z-B1

Z-C1

注:钢筋为Ⅱ级

? b=0.550
ei = ea + eo

fy=300N/mm

砼 C30

fc=14.3N/mm

eo =M/N

? =1+

e 1 ( o ) 2 ? 1? 2 1400ei / ho h
当 ?1 >1.0 时

当 lo/h<8 时 取 ?1 =1.0 取 ? 2 =1.0 X=

取 n=1.0

?1 =0.5fvA/N

? 2 =1.15-0.01lo/h
A=bh e=? ei+

当 lo/h<15 时,

h ? a3 2

e'=? ei-

h ? as' 2

N ?1 fcb

当为大偏压时

则 AS= As =

'

Ne ? ?1 fcbX (ho ? f ? y (ho ? as' )

X ) 2

当为小偏压时

? m=

N ? ?b x1 fcbho ? ?b Ne ? 0.45?1 fcbho 2 ? ?1 fcbho ( ?1 ? ?b )(ho ? as)

?1 =0.8

As = As' =

N (?e?) f y (ho ? as' )

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柱编 号 截 面 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 上 下 b?h ( mm
2

第 60 页 共 69 页

N ) (KN) 231.59

ei
(mm) 680

?

?

e (mm)

e'
(mm)

X (mm) 46.27

AS= As (mm ) 868.17 540.19 680.31 425.48 240.98 362.81 198.25 276.15 按构造 按构造 按构造 按构造
2

'

实配筋(mm ) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017) 4 ? 18(1017)

2

Z-BW

350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450 350 ? 450

1.051 0.921 904.68 -524.68

350 ? 450 247.868 463.6 1.075 0.921 688.37 -308.37 49.524 221.94 268.81 485.33 501.50 505.11 537.15 736.55 730.69 891.60 911.50 587.5 1.059 0.921 812.16 -432.16 44.344 380.1 1.091 0.921 604.69 -224.69 210 1.164 0.921 434.44 -54.44 -83.87 -41.24 -51.66 30.87 70.27 57.90 89.39 53.71 96.969 100.2 100.92 107.32 147.16 145.99 178.14 182.12

Z-CW

Z-B2

239.4 1.144 0.921 463.87 196.3 1.178 0.921 421.24 206.9 1.168 0.921 431.66 125.2 1.271 0.924 349.13 92.6 1.293 0.924 309.73

Z-C2

Z-B1

Z-C1

102.8 1.285 0.924 322.10 76.8 1.31 0.924 290.61

柱的裂缝宽度计算: 当 e0 / h0 ? 0.55 时,应作裂缝宽度验算

?max ? ? cr?

? sk
Es

(1.9c ? 0.08

d eq

?te

)

? ? 1 . 1 0 . 6 5 tk ? ? ?te? sk

f

?te ?
柱编 号

As Ate
e0 / h0
>0.55 1.59 1.07 1.367 0.868

Ate ? 0 . 5 bh
Ns (KN)

? sk ?
e0S
m

Mk ? h0 As
lo/h <14 10.83 10.83 10.83 10.83

截面

Ms
(KN/m)

?s
1.0 1.0 1.0 1.0

e (mm) 849 628 761 596

? h0
349.2 320.6 346.2 336.9

? sk

?te

?
0.715 0.564 0.620 0.405

? max <
0.3 0.299 0.170 0.208 0.094

Z-CW

上 下 上 下

186.87 123.06 0.659 200.34 87.78 0.438

262.99 0.0129 188.88 0.0129 211.11 0.0129 145.69 0.0129

Z-EW

179.19 102.39 0.571 192.66 78.15 0.406

3.计算箍筋 梁的配箍(斜截面计算) 验算截面尺寸:ho1=550-80=470mm , ho2=400-35=365mm ,hW/b=470/250=1.88<4 hW/b=365/250=1.46<4,故 0.25fcbho=0.25×9.6×250×470=282KN> V max 0.7ftbho=0.7×1.1×250×470=90.475KN< V max 故需进行配筋 计算 Ф 8@200 0.25fcbho=0.25×9.6×250×365=219KN> V max

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第 61 页 共 69 页

0.7ftbho=0.7×1.1×250×365=70.263KN> V max 截面满足要 求,只需构造配箍,对连梁配Ф 8@200 Vcs=0.7ftbho+1.25fyvAsv/ho=0.7 × 1.1 × 250 × 470+1.25 × 210 × 470 × 2 × 50.3/200=152.533KN> V max 满足要求

梁的配箍:采用Ф 8 双肢箍筋抗剪,其间距计算

S1 ? 1.25nASv1 f yv /(V ? 0.7 ft bh0 ) ×

S2 ? nASv1 f yv / 0.02 f cb ? 2 ? 50.3 ? 210 / 0.02 ? 9.6 ? ???

S3 ? Smax

当 V ? 0.7 ft bh0 时 取 S ? 200 ㎜ 当 V ? 0.7 ft bh0 时 取 S ? 300 ㎜

Vc ? 0.7?n ft bh0 , 取?n ? 1.
根据抗震设计规范 中跨加密区长度为 1.5h=1.5×400=600mm,取 100mm 边跨:加密区长度为 1.5×550=825mm,取 120mm 梁编号 WL-BC WL-CD 2L-BC 2L-CD 1L-BC 1L-CD b ? ho (mm) 250 ? 470 250 ? 365 250 ? 470 250 ? 365 250 ? 470 250 ? 365

V max( KN )
147.51 37.61 147.86 39.12 147.39 48.74

Vu
(KN) 90.475 70.263 90.475 70.263 90.475 70.263

S1(mm) S2(mm) S3(mm) 463.01 —— 460.18 —— 463.98 —— 440.13 440.13 440.13 440.13 440.13 440.13 200 300 200 300 200 300

实配 S (mm) 200 200 200 200 200 200

柱箍筋:验算柱的截面尺寸

0.25 f cbh0 ? 0.25 ?14.3 ? 350 ? 415 ? 519.?69KN ?| v |? ????????
计算箍筋数量:入=

符合要求

Hn 3.9 ? 0.8 ? ? 3.745 ? 3.0 2ho 2 ? 415 Hn 4.8 ? 0.8 入= ? ? 6.349 ? 3.0 2ho 2 ? 315

上层柱 底层柱

取入=3.0 0.3fcA=0.3 ? 14.3 ? 350 ? 450=675.675KN>N

取 N=675.675KN

Asv 1.75 则 ?v? ftbho ? 0.07 N s 入 ? ho
= 67380 ? (1.75 ?1.43 ? 350 ? 415/ 4) ? 0.07 ? 675.675 ? 0

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第 62 页 共 69 页

故应按构造要求配置箍筋 加密区:柱上.下端:h,Hn/6 .500mm 三者中取大者即为 Hn/6=517mm, 底层柱的柱根处取 Hn/6 =667mm, 直径 ? 6mm 加密区箍筋中Ф 8@100 其他:中Ф 8@150

? sv ?

f 2 ? 50.24 ? 0.19% ? 0.26 t ? 0.177% 350 ? 150 f yv

满足要求

4.框架柱柱下基础设计 对 KJ-⑥中 C 轴线的柱下基础(J-2) 1) 选型 为便于施工,基础选用阶梯形基础,砼等级为 C20.钢筋为便于Ⅰ级钢. 2) 确定基础顶荷载 ⑴ 由基础梁传来的恒载设计值 Nb=98.24KN

eb =0.1m

Mb=98.24×0.1=9.824KN.m

⑵ 由柱 Z-B1 传来的荷载设计值 第一组(Nmax 与相应的 V 与 M) M=48.70KN.m N=756.45KN 第二组(Mmax 与相应的 V 与 N) M=53.04KN.m N=730.69KN 故作用于于基顶的荷载设计值 第一组:M=487.70+9.824=58.524KN.m N=98.24+756.45=854.69 KN V=26.29KN 第二组:M=53.04+9.824=62.864KN.m N=98.24+730.69=828.93 KN V=27.27KN 3) 确定基础基底的尺寸 A0 ?

V=26.29KN V=27.27KN

F 1.25 ? 854.69 ? ? 4.98m2 f K ? rG d ?50 ? 20 ?1.775

由于偏心距不大,基础面积按增大 30﹪计算 A=1.3 A0=6.47m2 初步选择基础面积 A=2.3×2.5=5.75m2 由于 b=2 .5m<3 m 故不需对 f 进行修正 验算持力层地基承载力 基础回填土重 G= rG d A=20×1.775×5.75=204.125KN

e0=

M 6?.864 ? 0.9 ? ?7.?7 b 2.5 ? ? 0.085 ? ? ? 0.42 Ft ? G ?04.1? 5 ? 8 ? 8.93 6 6

4)验算 Mmax 内力组的最大基 底反力 Pmax.Pmin

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Pmax= ?

第 63 页 共 69 页

N M ? rG d ? A W 8?8.93 6?.864 ? ?7.?7 ? 0.9 = ? 20 ?1.775 ? ? ?16.14 KN / m 2 1 2.3 ? 2.5 ? 2.3 ? 2.52 6
<1.2f=1.2 ? 250=300 KN / m Pmin= ?
2

N M ? rG d ? A w 8 ? 8.93 58.5?4 ? ?7.?7 ? 0.9 = ? 20 ?1.775 ? ? 143.18KN / m2 1 2.3 ? 2.5 ? 2.3 ? 2.52 6
所以假定的基础尺寸符合要求 5)确定基础高度,采用冲切验算基础高度。 初步确定基础高度为 900mm.采用阶梯形基础 ho=900-50=850mm Pn max = min

N ? ? Vh 854.69 58.5?4 ? ?????? 0.9 ? ? ? 1 A? W 2.3 ? 2.5 ? ? 2.3 ? 2.52 6
?

= 18?.94 KN / m

114.34 KN / m2

l/2=1150>(350/2)+850=1025mm b/2=1250>(400/2)+850=1075mm 所以应进行抗冲切验算 柱边基础截面抗冲切验算

b b l a 冲切力:Pn,max ? [( ? c ? h0 ) ? l ? ( ? c ? h0 ) 2 ] 2 2 2 2 ? 18?.94 ? [(2.5 / 2 ? 0.45 / 2 ? 0.85) ? 2.3 ? (2.3 / 2 ? 0.35 / 2 ? 0.85) 2 ] ? 70.77 KN
抗冲切力:

0.7 ?1.1? (450 ? 450 ? 850 ? 2) ? 850 / 2 ? 850.85KN ? 70.77 KN
满足要求 变阶处抗冲切验算: h1 ? 450mm, h01 ? 410mm

b1 / 2 ? h0 =600+410=1010<b/2
bt
=350+500

h01 =450-40=410mm bb ? 1450 ? 2 ? 410 ? ??70
mm

?

2=1350mm

bm ?

1400 ? 2120 ? 1760 mm 2

河南工业大学

第 64 页 共 69 页

b b l a 冲切力:Pn,max ? [( ? c ? h0 ) ? l ? ( ? c ? h0 ) 2 ] 2 2 2 2 ? 18?.94 ? [(2.5 / 2 ? 1.45 / 2 ? 0.41) ? 2.3 ? (2.3 / 2 ? 1.35 / 2 ? 0.41) 2 ] ? 47.61KN
抗冲切力:

0.7 ?1.1?1860 ? 410 ? 587.? 0 ? KN ? 47.61KN
满足要求 6) 基底配筋计算 基础偏心方向 Ⅰ-Ⅰ截面(柱边) 柱边净反力

PnI = 114.34+(182.94-114.34) ? (2.5+0.45)/2 ? 2.5
=154.814KPa

净反力平均值

Pn ,Im =(182.94+154.814)/2=168.877Kpa

MI ? ?

1 Pn , Im (b ? hc ) 2 (2l ? bc ) 24

1 ?168.877 ? (2.5 ? 0.45) 2 ? (2 ? 2.3 ? 0.35) ? 1?5.68 KN .m 24
MI 1?5.68 ?106 ? ? 78?.3?mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 850

AsI =

? - ? 截面(变阶处)
柱边净反力: Pn? = 114.34+(182.94-114.34) ? (2.5+1.45)/2 ? 2.5 =168.534KPa 净反力平均值:

Pn ,? m =(182.94+168.534)/2=175.687Kpa

M? ? ?

1 Pn ,?m (b ? hc ) 2 (2l ? bc ) 24

1 ?175.687 ? (2.5 ? 1.45) 2 ? (2 ? 2.3 ? 1.35) ? 48.0?0 KN .m 24
MI 48.0?0 ?106 ? ? 619.69mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 410
14 ? 10 1099mm2

As? =

比较可知长方向按 As? 配筋 基础受轴压方向

河南工业大学

第 65 页 共 69 页

因该基础受单向偏心荷载作用所以在基础受轴压方向的基底反力可按均布分布 Pn= (Pnmax+Pnmin)/2=(182.94+114.34)/2=148.64KPa

M I? ? ?

1 Pn , Im (b ? hc )2 (2l ? bc ) 24

1 ?148.64 ? 2.052 ? 4.95 ? 1?8.836 KN .m 24
M I? 1?8.836 ?106 ? ? 801.967mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 850

? AsI =

? M? ? ?

1 Pn ,?m (b ? hc ) 2 (2l ? bc ) 24

1 ?148.64 ?1.052 ? 5.95 ? 40.6?7 KN .m 24
? M? 40.6?7 ?106 ? ? 5?4.?87 mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 410
14 ? 10 1099mm2

As?? =

? 比较可知按 AsI 受轴压方向配

对 KJ-⑥中 C 轴线的柱下基础(J-11) 1) 选型 为便于施工,基础选用阶梯形基础,砼等级为 C20.钢筋为便于Ⅰ级钢. 2) 确定基础顶荷载 ⑴ 由基础梁传来的恒载设计值 Nb=111.54KN

eb =0.00m

Mb=0.00KN.m

⑶ 由柱 Z-C1 传来的荷载设计值

河南工业大学
第一组(Nmax 与相应的 V 与 M) M=8.65KN.m N=1016.70KN 第二组(Mmax 与相应的 V 与 N) M=51.79KN.m N=911.50KN 故作用于于基顶的荷载设计值 第一组:M=8.65+0=8.65KN.m N=111.54+1016.70=1128.24 KN V=9.78KN 第二组:M=51.79+0=51.79KN.m N=111.54+911.50=1023.04KN V=26.18KN 3) 确定基础基底的尺寸 A0 ? V=9.78KN V=26.18KN

第 66 页 共 69 页

F 1.25 ?11? 8. ? 4 ? ? 6.57m2 f K ? rG d ?50 ? 20 ?1.775

由于偏心距不大,基础面积按增大 30﹪计算 A=1.3 A0=8.45m2 初步选择基础面积 A=2.7×2.9=7.83m2 由于 b=2 .9m<3 m 故不需对 f 进行修正 验算持力层地基承载力 基础回填土重 G= rG d A=20×1.775×7.83=277.965KN

e0=

M 51.79 ? 0.9 ? ?6.18 b ? ? 0.058 ? ? 0.483 Ft ? G ?77.965 ? 10?3.04 6

4)验算 Mmax 内力组的最大基 底反力 Pmax.Pmin

N M ? rG d ? A W 51.79 ? ?6.18 ? 0.9 = 10?3.04 ? 20 ?1.775 ? ? 186.067 KN / m 2 1 2.7 ? 2.9 ? 2.7 ? 2.92 6
Pmax= ? <1.2f=1.2 ? 250=300 KN / m Pmin= ?
2

N M ? rG d ? A w 10?3.04 51.79 ? ?6.18 ? 0.9 = ? 20 ?1.775 ? ? 146.046 KN / m2 1 2.7 ? 2.9 2 ? 2.7 ? 2.9 6
所以假定的基础尺寸符合要求 5)确定基础高度,采用冲切验算基础高度。 初步确定基础高度为 900mm.采用阶梯形基础 ho=900-50=850mm Pn min =
max

N M ? Vh 11?8.?4 8.65 ? 9.78? 0.9 ? ? ? A? W 2.7 ? 2.9 ? 1 ? 2.7 ? 2.92 6

河南工业大学
= 148.70 KN / m
?

第 67 页 共 69 页

139.48 KN / m2

l/2=1350>(350/2)+850=1025mm b/2=1450>(400/2)+850=1075mm 所以应进行抗冲切验算 柱边基础截面抗冲切验算

b b l a 冲切力:Pn,max ? [( ? c ? h0 ) ? l ? ( ? c ? h0 ) 2 ] 2 2 2 2 ? 148.70 ? [(2.9 / 2 ? 0.45 / 2 ? 0.85) ? 2.7 ? (2.7 / 2 ? 0.35 / 2 ? 0.85) 2 ] ? 134.85 KN
抗冲切力:

0.7 ?1.1? (4501 ? 450 ? 850 ? 2) ? 850 / 2 ? 850.85KN ? 134.85KN
满足要求 变阶处抗冲切验算: h1 ? 450mm, h01 ? 410mm

b1 / 2 ? h0 =700+410=1110<b/2
bt
=350+500

h01 =450-40=410mm bb ? 1450 ? 2 ? 410 ? ????
mm

?

2=1350mm

1450 ? 2??0 ? 1860 mm 2 b b l a 冲切力:Pn,max ? [( ? c ? h0 ) ? l ? ( ? c ? h0 )2 ] 2 2 2 2 ? 105.?? KN bm ?
抗冲切力:

0.7 ?1.1?1860 ? 410 ? 587.? 0 ? KN ? 105.??KN
满足要求 4) 基底配筋计算 基础偏心方向 Ⅰ-Ⅰ截面(柱边) 柱边净反力

PnI =139.48+(148.7-139.48) ? (2.9+0.45)/2 ? 2.9
=144.81KPa

净反力平均值

Pn ,Im =(148.7+144.81)/2=146.755Kpa

MI ? ?

1 Pn , Im (b ? hc ) 2 (2l ? bc ) 24

1 ?146.755 ? (2.9 ? 0.45) 2 ? (2 ? 2.7 ? 0.35) ? ?11.05 KN .m 24

河南工业大学
AsI =
MI ??????? 106 ? ? 1313.73mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 850

第 68 页 共 69 页

? - ? 截面(变阶处)
柱边净反力: Pn? =139.48+(139.48-139.48) ? (2.9+1.45)/2 ? 2.9 =146.395KPa 净反力平均值:

Pn ,? m =(148.7+146.395)/2=147.55Kpa

M? ? ?

1 Pn ,?m (b ? hc ) 2 (2l ? bc ) 24

1 ?147.55 ? (2.9 ? 1.45) 2 ? (2 ? 2.7 ? 1.35) ? 87.?5 KN .m 24

MI 87.?5 ?106 As? = ? ? 11?5.95mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 410
比较可知长方向按 As? 配筋 18 ? 10 1413mm2

基础受轴压方向 因该基础受单向偏心荷载作用所以在基础受轴压方向的基底反力可按均布分布 Pn= (Pnmax+Pnmin)/2=(186.3+194.61)/2=190.46KPa

M I? ? ?

1 Pn , Im (b ? hc ) 2 (2l ? bc ) 24

1 ?144.09 ? 2.452 ? 5.75 ? ?07.?? KN .m 24
M I? ?????? ?106 ? ? 1?89.88mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 850

? AsI =

? M? ? ?

1 Pn ,?m (b ? hc ) 2 (2l ? bc ) 24

1 ?147.55 ?1.452 ? 6.75 ? 87.?5KN .m 24
? M? 87.?5 ?106 ? ? 11?5.95mm 2 0.9 fyho 0.9 ? 210 ? 410
18 ? 10 1431mm2

As?? =

? 比较可知按 AsI 受轴压方向配

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第 69 页 共 69 页


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